Remoção hierárquica de geometria por oclusão em simulações em tempo real

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

As aplicações de simulação gráfica em tempo real podem apresentar um fraco desempenho devido à elevada complexidade de ambientes virtuais de muito grandes dimensões. Um exemplo é a simulação de condução em ambientes urbanos onde se utilizam cenas extensas com densidade de geometria tipicamente muito elevada. Nesta perspectiva, o desenvolvimento de métodos que permitem a selecção apenas da geometria visível, eliminado toda a restante, é de importância crucial pois irá diminuir a quantidade de trabalho a realizar pelo hardware gráfico na geração da imagem final apresentada ao utilizador. Neste grupo de métodos, que determinam a visibilidade da geometria mediante um ponto de vista sobre a cena, existe um conjunto cujo propósito é o de determinar se um dado objecto no ambiente virtual se encontra ocluso por outro(s), logo, não visível. Este tipo de algoritmos de remoção por oclusão, em particular os que usam Hardware Occlusion Queries, tornou atractiva a determinação de visibilidade em tempo real sem necessidade de extensos cálculos em pré‐processamento. Nesta dissertação é abordada a influência que a aplicação da remoção hierárquica por oclusão tem em simulações de ambientes virtuais complexos de muito grandes dimensões. Para comprovar de forma prática a análise efectuada, foi desenvolvida uma aplicação que usa as funcionalidades base que a API OpenSceneGraph disponibiliza para o render da cena e determinação de visibilidade. É proposto um conjunto de directivas a ter em consideração na aplicação da remoção por oclusão em estruturas hierárquicas de cenas com diferentes níveis de complexidade. Estas directivas são suportadas por resultados experimentais obtidos nas simulações realizadas. Propõe‐se também um melhoramento da API OpenSceneGraph que permite resolver algumas das limitações do algoritmo de remoção por oclusão original disponibilizado pela API.